交联聚乙烯基吡咯烷酮的制备及其性能和应用研究

【摘要】： 聚乙烯基吡咯烷酮是一种非离子型水溶性高分子化合物，在N—乙烯基酰胺类聚合物中最具特色，并得到广泛应用。单体N-乙烯基吡咯烷酮在工业上并没有实际的应用价值，只有将NVP聚合或者共聚为高分子化合物后，才能在工业上应用。NVP单体的聚合包括均聚、共聚和交联聚合三类。本文的主要内容如下： (1)详细介绍了NVP单体的物理性质、化学性质和各种合成方法，及N-乙烯基吡咯烷酮聚合物的国内外研究发展应用情况。 (2)用悬浮聚合法和苞米花聚合法实验室合成交联聚乙烯基吡咯烷酮，实验中选用不同的交联剂和单体进行反应，改变聚合反应条件，得到了不同的交联产物。 (3)利用现代测试技术和分析方法，对实验中得到的产物进行测试和表征，获知产物的结构、性能和表面形貌等相关信息。 (4)研究了聚合温度、引发剂用量、分散剂用量、交联剂用量及反应气氛等因素对交联聚合产物的产率、凝胶体积和吸附性能的影响，并作出理论分析，筛选出适宜的工业参数。 研究结果表明，采用悬浮聚合法制备出的交联PVP凝胶体积为5～50mL／g，对于单宁和水杨酸的吸附量分别可达80mg／g和169mg／g，产率可达90％以上；采用苞米花聚合法制备出的交联PVP凝胶体积为5～8 mL／g，对于单宁和水杨酸的吸附量分别可达103mg／g和194mg／g，产率约为70～80％。DSC测试结果表明，上述两种方法制备出的交联PVP的玻璃化温度比线型PVP有较大提高，且随着交联剂用量的增加而显著上升。SEM表征表明苞米花交联PVP的结构较疏松，而悬浮法交联PVP的结构相对致密一些，但改变交联剂的种类和用量会出现不同形貌。当采用N，N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂时，交联PVP的溶胀程度要小一些，对啤酒和饮料具有良好的吸附性能。